Matematyka finansowa to dziedzina matematyki stosowanej, która zajmuje się modelowaniem i analizą zjawisk finansowych, takich jak wycena instrumentów finansowych, zarządzanie ryzykiem, optymalizacja portfeli inwestycyjnych oraz analiza decyzji finansowych. Matematyka finansowa wykorzystuje narzędzia z rachunku prawdopodobieństwa, statystyki, analizy matematycznej, algebry liniowej i innych dziedzin matematyki do rozwiązywania problemów związanych z rynkami finansowymi.
Kluczowe zagadnienia matematyki finansowej:
Wartość pieniądza w czasie:
Wartość przyszła (FV) – wartość kapitału w przyszłości, uwzględniająca oprocentowanie.
gdzie to wartość obecna, to stopa procentowa, a to liczba okresów.
Wartość obecna (PV) – obecna wartość przyszłych przepływów pieniężnych, zdyskontowana na dziś.
Instrumenty finansowe:
Akcje – udziały w kapitale firmy, których wartość zależy od wyników spółki i sytuacji na rynku.
Obligacje – instrumenty dłużne, które generują stałe lub zmienne odsetki.
Instrumenty pochodne – np. opcje, kontrakty futures, swapy, których wartość zależy od cen innych aktywów (akcji, towarów, walut).
Wycena instrumentów finansowych:
Model Blacka-Scholesa – model wyceny opcji europejskich, oparty na równaniach różniczkowych cząstkowych
gdzie
to cena opcji kupna,
to cena aktywa bazowego,
to cena wykonania,
to stopa wolna od ryzyka,
to czas do wygaśnięcia,
to dystrybuanta rozkładu normalnego.
Model dwumianowy – model wyceny opcji, oparty na drzewie dwumianowym.
Teoria portfela:
Portfel inwestycyjny – zbiór aktywów finansowych, takich jak akcje, obligacje, instrumenty pochodne.
Optymalizacja portfela – wybór proporcji aktywów, które minimalizują ryzyko przy oczekiwanym zwrocie (np. model Markowitza).
Linia rynku kapitałowego (CML) – pokazuje zależność między ryzykiem a zwrotem dla portfeli efektywnych.
Zarządzanie ryzykiem:
Wartość zagrożona (VaR) – miara ryzyka, która określa maksymalną stratę, jaką można ponieść z określonym prawdopodobieństwem w danym okresie.
Hedging – strategie zabezpieczające przed ryzykiem, np. za pomocą instrumentów pochodnych.
Rynki finansowe:
Rynek akcji – handel udziałami w spółkach.
Rynek obligacji – handel instrumentami dłużnymi.
Rynek walutowy (Forex) – handel walutami.
Rynek towarowy – handel surowcami, takimi jak ropa, złoto, zboża.
Analiza stóp procentowych:
Krzywa dochodowości – zależność między stopą procentową a terminem zapadalności obligacji.
Duration – miara wrażliwości ceny obligacji na zmiany stóp procentowych.
Zastosowania:
Bankowość – wycena produktów finansowych, zarządzanie ryzykiem.
Ubezpieczenia – modelowanie ryzyka, wycena polis.
Inwestycje – optymalizacja portfeli, analiza zwrotów.
Finanse korporacyjne – wycena projektów, decyzje inwestycyjne.